Je nacht Art unterscheiden sich Wärmepumpen in ihrem Wirkungsgrad. Anhand welcher Kennzahlen sich der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe messen lässt, was die Effizienz beeinflusst und wie hoch der Wirkungsgrad verschiedener Wärmepumpenarten ausfällt.
Die Größe hinter dem Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad ist mit der Effizienz einer Wärmepumpe gleichzusetzen. Diese ergibt sich aus der pro Stromeinheit generierten Wärmemenge. Im direkten Vergleich eines mit Luft, Wasser oder Sole betriebenen Wärmepumpensystems ist somit stets der Stromverbrauch mit zu berücksichtigen.
Um eine Wärmepumpe zu finden, die zu Ihrem Gebäude passt, ist zunächst der Energiebedarf zu ermitteln. Hierfür benötigen Sie die Angabe, wieviel kWh pro m2 das Gebäude erfordert. Beim Kauf einer Wärmepumpe ist es sinnvoll, ebenso den Carnot-Wirkungsgrad einzubeziehen. Dieser gibt den Wirkungsgrad an, der bei der Transformation von thermischer in mechanische Energie der Theorie nach maximal möglich wäre.
Relevante Kennzahlen für den Effizienz-Vergleich
Für einen direkten Vergleich des Wirkungsgrades sind zwei verschiedene Kennzahlen relevant – die als COP (coefficient of performance) bezeichnete Leistungszahl und die in JAZ angegebene Jahresarbeitszahl.
Berechnungsformel COP: Heizwärmeproduktion (angegeben in kWh) / Strombedarf (angegeben in kWh)
Berechnungsformel JAZ: Heizwärmeproduktion pro Jahr (angegeben in kWh/a) / Strombedarf pro Jahr (angegeben in kWh/a)
Eine besonders hohe Energieeffizienz haben Wärmepumpen, deren COP-Wert etwas höher ausfällt. Unterschreitet der COP-Wert die Zahl 3, gilt die Wärmepumpe als nicht wirtschaftlich. Ein guter COP-Mittelwert ist im Bereich 3 bis 5 gegeben.
Vergleich von Durchschnittswerten verschiedener Wärmepumpenarten
Luft-Wasser-Wärmepumpe:
- COP 3,4 bis 4,1
- JAZ 2,8 (Heizung) und 2,4 (Warmwasser)
Sole-Wasser-Wärmepumpe:
- COP 4,4 bis 4,8
- JAZ 4,0 (Heizung) und 3,8 (Warmwasser)
Wasser-Wasser-Wärmepumpe:
- COP 4,9 bis 5,8
- JAZ 4,8 (Heizung) und 4,5 (Warmwasser)
Wieviel Strom braucht eine Wärmepumpe im Durchschnitt?
Neben den COP- und JAZ-Werten ist für den Kauf eines Wärmepumpensystems ebenso der Stromverbrauch relevant. Wie sich der Verbrauch an elektrischer Energie bei den vielfältigen Wärmepumpentypen gestaltet, sehen Sie in der nachfolgenden Gegenüberstellung. Berücksichtigen Sie hierbei die Differenzierung in den Wärmeenergie-Verbrauch für Heizung (Annahme: 60 %) und den Verbrauch für Warmwasser (Annahme: 40 %).
Luft-Wasser-Wärmepumpe:
- Heizung 2.143 kWh (6.000 kWh / JAZ 2,8)
- Warmwasser 1.667 kWh (4.000 kWh / JAZ 2,4)
Sole-Wasser-Wärmepumpe:
- Heizung 1.500 kWh (6.000 kWh / JAZ 4,0)
- Warmwasser 1.053 kWh (4.000 kWh / JAZ 3,8)
Wasser-Wasser-Wärmepumpe:
- Heizung 1.250 kWh (6.000 kWh / JAZ 4,8)
- Warmwasser 889 kWh (4.000 kWh / JAZ 4,5)
Einflussnahme spezifischer Faktoren auf den Wirkungsgrad
Je geringer der Unterschied zwischen der Heizungssystemtemperatur und der Umweltwärme, desto effizienter arbeitet das Wärmepumpensystem. Des Weiteren kann die Jahresarbeitszahl in sehr warmen Regionen höher ausfallen. Eine pauschale Aussage zur Energieeffizienz der verschiedenen Pumpensysteme lässt sich aufgrund dessen nicht treffen.
Wie hoch die JAZ tatsächlich ist, orientiert sich unter anderem an folgenden Faktoren:
- Qualität der Dämmung
- Höhe der Vorlauftemperatur
- Klimatische Bedingungen der Außenluft
- Wärmebedarf nach individuellem Temperaturempfinden
Wie gestaltet sich der Wirkungsgrad im Winter?
Bei einer Wasser-Wasser-Wärmepumpe bzw. einem nach dem Sole-Wasser- oder Luft-Wasser-Prinzip betriebenen Wärmepumpensystem fällt der Wirkungsgrad durch die im Vergleich zu den anderen Jahreszeiten kälteren Außentemperaturen in den Wintermonaten ab. Dennoch arbeiten alle Systeme auch dann verlässlich.
Je höher im Winter die Temperatur der Umweltwärme ist, desto günstiger fällt der Wirkungsgrad des Wärmepumpensystems aus. Eine hervorragende Effizienz weisen in dieser Zeit Modelle nach dem Wasser-Wasser-Prinzip auf. Die Temperatur des Grundwassers ist im Winter noch immer recht hoch. Darauf folgen Erdwärmepumpen mit ihrem Sole-Wasser-Prinzip. Erdwärme hat eine höhere Temperatur als die bei Luft-Wasser-Systemen genutzte Atmosphärenluft.
Eine Entscheidung für ein Wärmepumpensystem treffen Sie idealerweise auf Basis einer ausführlichen Effizienzberechnung, die auf Ihren Haushalt individuell zugeschnitten ist.